Il cibo è un elemento imprescindibile della nostra vita e la sua produzione deve essere adattata ai cambiamenti climatici in atto. Infatti, il settore agricolo è posto di fronte a numerose sfide per poter aumentare o anche solo mantenere la produttività, soprattutto volendone diminuire l’impatto ambientale.
La popolazione mondiale è infatti in aumento: l’ONU ha stimato che saremo 9,8 miliardi nel 2050 e la necessità sarà anche quella di aumentare i prodotti agricoli di conseguenza. Il problema è che fenomeni ambientali come alluvioni, siccità e aumento di temperatura sono limitanti per la crescita e lo sviluppo delle piante. Una pianta stressata avrà una crescita limitata con impatto negativo sulla produttività. Per sostenere la produttività globale, quindi, le possibilità sono due: aumentare il territorio destinato alle colture, sottraendolo agli ecosistemi nativi (in poche parole, deforestando), oppure aumentare la produttività delle colture stesse mantenendo inalterata la superficie dedicata. Come faremo allora ad aumentare il cibo che produciamo senza deforestare ulteriormente?
Fig. 1 Emissioni di gas serra in equivalenti di CO, dovute a diversi settori nel 2004. (IPCC, 2007, modificato)
Un ecosistema in miniatura: la rizosfera
«Nessun uomo è un’isola.» E nemmeno nessuna pianta lo è.
Al poeta John Donne avrebbe fatto piacere conoscere il microbiota, cioè l’insieme di microorganismi che vivono su o in un organismo ospite e che costituiscono una vera e propria comunità, con ruoli diversi e interazioni più o meno strette. Il microbiota in questione è quello che si trova a contatto con le radici e nel suolo attorno ad esse: la rizosfera. Qui troviamo patogeni, commensali, saprofiti e organismi benefici per la pianta.
Questi ultimi aiutano la pianta a crescere, a svolgere moltissime delle sue funzioni fisiologiche come l’acquisizione di azoto e a resistere agli stress ambientali e sono chiamati PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria). L’importanza di questi organismi è tale che vengono sempre più utilizzati come biofertilizzanti in alternativa a pratiche tradizionali che contribuiscono a impoverire il suolo, spesso prevedendo l’utilizzo di composti chimici inquinanti e/o non sostenibili.
L’utilità dei microrganismi del suolo, però, non si ferma al miglioramento della produttività: questi inoculi, se gestiti correttamente, possono aiutarci a fronteggiare i fattori che mettono a rischio il pianeta.
Fig. 2 Schematizzazione generale dei componenti e processi che avvengono nella rizosfera. (White R.A. Ill et al., 2017)
Affrontare il cambiamento climatico
Gli inoculi microbici possono aiutarci in diversi modi a seconda della specifica funzione che assumono nella comunità. Possiamo distinguere il loro contributo in tre gruppi.
Innanzitutto è possibile riconoscere gli organismi che contribuiscono alla riduzione delle emissioni di gas serra come i batteri N2O-riducenti i quali diminuiscono l’emissione di ossido nitroso, ma anche i metanotrofi che riducono l’emissione di metano. É anche possibile identificare i batteri che aumentano l’efficienza del sequestro di CO2, sia da parte della pianta come nel caso dei PGPR – i quali aiutano la pianta a crescere in biomassa –, sia da parte del suolo –grazie a microorganismi che fissano la CO2.
Infine è rilevante sottolineare l’importanza dei microorganismi che aiutano la pianta nella gestione dello stress da secco e salinità. Qui riconosciamo i produttori di composti EPS-like che migliorano la capacità del suolo di trattenere l’acqua; i PGPR che stimolano lo sviluppo della radice in modo tale che possa raggiungere l’acqua più in profondità e i PGPR che stimolano l’attività antiossidante, migliorando la resistenza agli stress.
Ma è sufficiente un cocktail di microrganismi “buoni”? In realtà non è così semplice. La rizosfera presenta una comunità ben oliata, dove ogni organismo svolge una funzione più o meno importante e modificarla attraverso inoculi microbici può avere effetti che non ci aspettiamo (addirittura controproducenti). Per questo è necessario studiare la successione secondaria, nel contesto climatico e del suolo specifico di ogni ambiente per poter così trovare delle soluzioni efficaci e mirate.
Difendiamo la biodiversità del microbioma terrestre
Per mitigare il cambiamento climatico l’impegno è richiesto in tutti i settori, non solo quello agricolo.
È bene sottolineare che il miglior rimedio per contrastare il cambiamento climatico è azzerare le emissioni nette da parte del settore industriale, dell’energia e dei trasporti, attraverso normative internazionali mirate e alla riforestazione.
Il microbiota del suolo può aiutarci anche in quest’ultimo caso. Il processo di riforestazione è lento e delicato e sempre più attenzione viene posta alla biodiversità del microbioma, responsabile di più della metà della crescita delle piante nei vari ecosistemi (Averill et al., 2022).
Così come nell’utilizzo di inoculi microbici nei suoli coltivati, anche nel caso della riforestazione va posta grande attenzione alla biodiversità della comunità microbica, per non commettere lo stesso errore del passato coltivando monoculture poco resilienti a patogeni e a condizioni climatiche in continuo cambiamento. Un microbioma biodiverso rappresenta un’importante risorsa per il nostro pianeta.
Anna Pasinato è laureata in Biologia e laureanda in Biologia Evoluzionistica (Università degli studi di Padova). Si è avvicinata ad Atmosphera Lab grazie ai suoi studi all’ambito della conservazione e della divulgazione scientifica, con particolare focus sul mondo vegetale.
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